仿人机器人小腿的拓扑优化和激光增材制造

作者:潘露; 张恒华; 刘桐; 聂大明; 孙晓云; 皮忠权; 张梅
来源:应用激光, 2023, 43(02): 47-55.
DOI:10.14128/j.cnki.al.20234302.047

摘要

为提高仿人机器人的步行能效,改善其动态平衡性能,借助拓扑优化对机器人小腿进行轻量化设计,小腿结构由分体装配式结构重新设计为一体化结构,零件由11个减少为1个。通过相图热力学计算,获得AlSi10Mg热物理性能,在此基础上开展小腿的粉末床熔融增材制造AlSi10Mg工艺研究和粉末床熔融工艺仿真,结果显示,优化的激光工艺参数窗口为线能量密度90~210 J/m。在此基础上,打印出成品,最终实现了小腿打印件减重63.8%的目标,满足了轻量化、一体化、力学性能和美观的统一。

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